微光顯微鏡技術(shù)特性差異
探測靈敏度方向:EMMI 追求對微弱光子的高靈敏度(可檢測單光子級別信號),需配合暗場環(huán)境減少干擾;熱紅外顯微鏡則強調(diào)溫度分辨率(部分設(shè)備可達 0.01℃),需抑制環(huán)境熱噪聲。
空間分辨率:EMMI 的分辨率受光學系統(tǒng)和光子波長限制,通常在微米級;熱紅外顯微鏡的分辨率與紅外波長、鏡頭數(shù)值孔徑相關(guān),一般略低于 EMMI,但更注重大面積熱分布的快速成像。
樣品處理要求:EMMI 對部分遮蔽性失效(如金屬下方漏電)需采用背面觀測模式,可能需要減薄、拋光樣品;
處理要求:熱紅外顯微鏡可透過封裝材料(如陶瓷、塑料)探測,對樣品破壞性較小,更適合非侵入式初步篩查。 升級后的冷卻系統(tǒng),能減少設(shè)備自身熱噪聲,讓對微弱光子的探測更靈敏,提升檢測下限。實時成像微光顯微鏡原理
這一技術(shù)不僅有助于快速定位漏電根源(如特定晶體管的柵氧擊穿、PN結(jié)邊緣缺陷等),更能在芯片量產(chǎn)階段實現(xiàn)潛在漏電問題的早期篩查,為采取針對性修復措施(如優(yōu)化工藝參數(shù)、改進封裝設(shè)計)提供依據(jù),從而提升芯片的長期可靠性。例如,某批次即將交付的電源管理芯片在出廠前的EMMI抽檢中,發(fā)現(xiàn)部分芯片的邊角區(qū)域存在持續(xù)穩(wěn)定的微弱光信號。結(jié)合芯片的版圖設(shè)計與工藝參數(shù)分析,確認該區(qū)域的NMOS晶體管因柵氧層局部厚度不足導致漏電。技術(shù)團隊據(jù)此對這批次芯片進行篩選,剔除了存在漏電隱患的產(chǎn)品,有效避免了缺陷芯片流入市場后可能引發(fā)的設(shè)備功耗異常、發(fā)熱甚至燒毀等風險。無損微光顯微鏡聯(lián)系人支持離線數(shù)據(jù)分析,可將檢測圖像導出后進行深入處理,不占用設(shè)備的實時檢測時間。
微光顯微鏡(EMMI)無法探測到亮點的情況:
一、不會產(chǎn)生亮點的故障有歐姆接觸(OhmicContact)金屬互聯(lián)短路(MetalInterconnectShort)表面反型層(SurfaceInversionLayer)硅導電通路(SiliconConductingPath)等。
二、亮點被遮蔽的情況有掩埋結(jié)(BuriedJunctions)及金屬下方的漏電點(LeakageSitesunderMetal)。此類情況可采用背面觀測模式(backsidemode),但該模式*能探測近紅外波段的發(fā)光,且需對樣品進行減薄及拋光處理等。
漏電是芯片另一種常見的失效模式,其誘因復雜多樣,既可能源于晶體管長期工作后的老化衰減,也可能由氧化層存在裂紋等缺陷引發(fā)。
與短路類似,芯片內(nèi)部發(fā)生漏電時,漏電路徑中會伴隨微弱的光發(fā)射現(xiàn)象——這種光信號的強度往往遠低于短路產(chǎn)生的光輻射,對檢測設(shè)備的靈敏度提出了極高要求。EMMI憑借其的微光探測能力,能夠捕捉到漏電產(chǎn)生的極微弱光信號。通過對芯片進行全域掃描,可將漏電區(qū)域以可視化圖像的形式清晰呈現(xiàn),使工程師能直觀識別漏電位置與分布特征。
微光顯微鏡的便攜款桌面級設(shè)計,方便在生產(chǎn)線現(xiàn)場快速檢測,及時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品問題,減少不合格品流出。
InGaAs微光顯微鏡與傳統(tǒng)微光顯微鏡在原理和功能上具有相似之處,均依賴于電子-空穴對復合產(chǎn)生的光子及熱載流子作為探測信號源。然而,InGaAs微光顯微鏡相較于傳統(tǒng)微光顯微鏡,呈現(xiàn)出更高的探測靈敏度,并且其探測波長范圍擴展至900nm至1700nm,而傳統(tǒng)微光顯微鏡的探測波長范圍限于350nm至1100nm。這一特性使得InGaAs微光顯微鏡具備更更好的波長檢測能力,從而拓寬了其應(yīng)用領(lǐng)域。進一步而言,InGaAs微光顯微鏡的這一優(yōu)勢使其在多個科研與工業(yè)領(lǐng)域展現(xiàn)出獨特價值。在半導體材料研究中,InGaAs微光顯微鏡能夠探測到更長的波長,這對于分析材料的缺陷、雜質(zhì)以及能帶結(jié)構(gòu)等方面具有重要意義。通過與光譜儀聯(lián)用,可分析光子的光譜信息,為判斷缺陷類型提供更多依據(jù),增強分析的全面性。實時成像微光顯微鏡圖像分析
處理 ESD 閉鎖效應(yīng)時,微光顯微鏡檢測光子可判斷其位置和程度,為研究機制、制定防護措施提供支持。實時成像微光顯微鏡原理
微光顯微鏡下可以產(chǎn)生亮點的缺陷,
如:1.漏電結(jié)(JunctionLeakage);2.接觸毛刺(Contactspiking);3.熱電子效應(yīng)(Hotelectrons);4.閂鎖效應(yīng)(Latch-Up);5.氧化層漏電(Gateoxidedefects/Leakage(F-Ncurrent));6.多晶硅晶須(Poly-siliconfilaments);7.襯底損傷(Substratedamage);8.物理損傷(Mechanicaldamage)等。
當然,部分情況下也會出現(xiàn)樣品本身的亮點,
如:1.Saturated/Activebipolartransistors;2.SaturatedMOS/DynamicCMOS;3.Forwardbiaseddiodes/Reverse;等
出現(xiàn)亮點時應(yīng)注意區(qū)分是否為這些情況下產(chǎn)生的亮點另外也會出現(xiàn)偵測不到亮點的情況,
如:1.歐姆接觸;2.金屬互聯(lián)短路;3.表面反型層;4.硅導電通路等。
若一些亮點被遮蔽的情況,即為BuriedJunctions及Leakagesitesundermetal,這種情況可以嘗試采用backside模式,但是只能探測近紅外波段的發(fā)光,且需要減薄及拋光處理。 實時成像微光顯微鏡原理